ГБОУ ВПО СПХФА

Альдегиды и Альдегиды и кетоны кетоны

алифатического алифатического рядаряда

Альдегиды и кетоны

С О Карбонильная группа

Классификация:

1. Альдегиды Кетоны

2. Монокарбонильные

R-СН=О R-СО-R

СR

HO

R

RC O

Поликарбонильные

O=CH-(CH2)-CH=O

3. По насыщенности углеводородного радикала:

Предельные

СН3-СН2-СН=О

непредельные

СН3-СН=СН-СН=О

Предельные альдегиды и кетоныНоменклатура

Соединение ИЮПАК Рациональное название

Тривиальное название

Метаналь - Муравьиный (Формальдегид)

Этаналь Уксусный Ацетальдегид

Пропаналь Метилуксусный Пропионовый

Бутаналь Этилуксусный Масляный

2-метил-пропаналь

Диметилуксусный

Изомасляный

Пентаналь Пропилуксусный

Валериановый

3-метил-бутаналь

Изопрпилуксусный

Изовалериановый

2,2-диметил-пропаналь

Триметилуксусный

Пивалоновый

Гексаналь Бутилуксусный Капроновый

O

H

Ñ

CH3

CH3

CH3

Кетоны

Пропанон Диметилкетон Ацетон

Бутанон Метилэтил-кетон

Метилацетон

2-пентанон Метилпропил-кетон

2-метил-2-бутанон

Метилпропил-кетон

Диальдегиды

Соединение Классификация

ИЮПАК Тривиальное название

α-диальдегид

Этандиаль Глиоксаль

β- диальдегид

Пропандиаль Малоновый альдегид

γ- диальдегид

Бутандиаль Янтарный альдегид

ДикетоныСоединение Классифика

цияИЮПАК Тривиальное

название

α-дикетон Бутандион Диацетил

β-дикетон 2,4-пентандион

Ацетилацетон

γ-дикетон 2,5-гександион

Ацетонилацетон

Изомерия1. Структурная:

а) положение карбонильной группы:

б) углеродной цепи:

масляный и изомасляный альдегиды

2. Конформационная:

Способы получения

I. Без изменения углеродной цепи

1. Окисление спиртов

2. Дегидрирование спиртов

Способы получения (продолжение)

3. Гидролиз геминальных дигалогеноалканов

4. Гидратация алкинов

5. Восстановление галогеноангидридов кислот (по Розенмуду)

Способы получения (продолжение)

II C изменением углеродной цепи

6. Пиролиз карбоновых кислот

7. Пиролиз кальциевых или бариевых солей карбоновых кислот

Способы получения (продолжение)

8. Магний-органический синтез

а) синтез альдегидов

Х= ONa, OR, Галоген

б) синтез кетонов

Способы получения (продолжение)

9. Оксосинтез (промышленный способ)

10. Ацилирование кадмий органических соединений

Физические свойства

Альдегиды и кетоны (кроме НСОН) жидкости.

Ткип ниже Ткип спиртов из-за отсутствия водородной связи.

Растворимость в воде падает с возрастанием молекулярной массы.

Простейшие альдегиды имеют резкий, неприятный запах.

Кетоны, особенно с разветвленной цепью, пахнут довольно приятно.

Химические свойстваСтроение карбонильной группы

С О

С=О

sp² sp²

Сравнение реакционной способности карбонильной группы в

реакции с нуклеофилами

+δ > +δ’ > +δ’’

Реакции нуклеофильного присоединения (AN)

1.С гидросульфитом натрия NaHSO3

Механизм

Реакция используется для очистки альдегидов и метилалкилкетонов от других классов соединений

2. Циангидринный (оксинитрильный) синтез

Механизм

Реакции нуклеофильного присоединения (AN) (продолжение)

3.Реакции с замещенными аминосоединениями (NH2-X)а) с гидроксиламином (NH2-OH)

Механизм

б) с гидразином (NH2-NH2)

Реакция Кижнера

в) с фенилгидразином (С6Н5-NH-NH2)

г) с семикарбазидом (NH2-NH-CO-NH2), тиосемикарбазидом

д) с аммиаком

е) с амином (R’’-NH2)

Реакции нуклеофильного присоединения (AN) (продолжение)

Реакции нуклеофильного присоединения (AN) (продолжение)

4. Реакция с РС15

5. Реакция с реактивом Гриньяра (RMgJ)

6. Реакция гидратации

Реакции нуклеофильного присоединения (AN) (продолжение)

7. Реакция со спиртом

а) образование полуацеталей

Механизм Н+ катализа

Механизм ОН ֿкатализа

б) Образование ацеталей

Реакции нуклеофильного присоединения (AN) (продолжение)

Механизм образования ацеталя (из полуацеталя)

в) Образование кеталей

Реакции нуклеофильного присоединения (AN) (продолжение)

8. Полимеризация альдегидов

9. Восстановление карбонильных соединенийа) LiAlH4

Реакции гидрирования

а) Н2 / кат

б) амальгамами или металлами (Na, Mg)

Реакции углеводородного радикала

Реакции углеводородного радикала10. Реакции с галогенами

11. Галоформная реакция

Реакции углеводородного радикала12. Альдольная конденсация – реакция Бородина

13. Кротоновая конденсация

Реакции углеводородного радикала14. Реакция Канниццаро

Механизм

Реакции углеводородного радикала

15. Сложно-эфирная конденсация Тищенко (только для альдегидов)

Механизм:

16. Реакции окисления а) Альдегидов1) кислородом воздуха

2) реакция Толленса – серебряного зеркала

3) Феллинговой жидкостью

б) Кетонов

Правило Попова: при окислении кетонов С-С связь расщепляется таким образом, что карбонильная группа уходит в основном с наименьшим радикалом.Кетоны устойчивы к действию окислителей и не окисляются концентрированным раствором КМnО4.

В качестве окислителей используются концентрированная Н2SO4, НNO3, CrO3.

Непредельные альдегиды и кетоныНоменклатура

Акролеин Пропеналь

Транс-кротоновый (Е)-2-бутеналь

Цис-кротоновый (Z)-2-бутеналь

Винилуксусный 3-бутеналь

Метилвинилкетон 3-бутен-2-он

Изомерия1. Структурная

а) положение

СН3СН=СН-СН=О и СН3-СО-СН=СН2

б) положение двойной связи

СН3СН=СН-СН=О и СН2=СН-СН2-СН=О

в) изомерия углеводородного радикала

2. Геометрическая

3. Конформационная

С=О

Способы получения

1. Применение методов образования двойной связи и карбонильной группы

2. Альдольная конденсация

Химические свойства

α,β-непредельные карбонильные соединения образуют сопряженную поляризованную систему, вступающую в реакции 1,4 присоединения с электрофильными и нуклеофильными реагентами

Оба вида реакций протекают против правила Марковникова

Химические свойства

I Реакции АЕ

1. Гидрогалогенирование

Механизм

Химические свойства (продолжение)

II Реакции АN

2. с HCN / KCN

Механизм

3. с NaHSO3

Химические свойства (продолжение)

4. α, β-непредельные кетоны с HCN

Особенностью реакции является присоединение HCN только по системе сопряженной поляризованной связи

Отдельные представителиАкролеин

получают: дегидратация глицерина

альдольная конденсация

Кротоновый альдегид

использование

Кетены Метилкетен СН2=С=О